图片来源:丹尼尔·恩斯特
图片来源:丹尼尔·恩斯特 舒适和耐用在一个方便的包。蒸汽等级的淋浴房可以防止水蒸气在浴室表面流动和凝结(从而限制了霉菌生长的机会)。另外一个好处是，淋浴时不会有冷空气冲进来。
图片来源:丹尼尔·恩斯特 机械室在一个盒子里．一个“管道柜”包含井泵控制，PEX分配歧管，和一个热泵热水器。热水器排出的空气(是凉爽和干燥的)被输送到冰箱顶部的寄存器。地漏捕获热水器冷凝水和微型裂缝冷凝水。
图片来源:丹尼尔·恩斯特 空间加热和冷却。房子的主要两层楼部分通过安装在开放式楼梯井高处的单头微型裂缝热泵进行加热和冷却。第二个微型裂缝头用于单层机翼。
图片来源:丹尼尔·恩斯特 隔热板没有全球变暖的副产品。矿棉刚性板绝缘覆盖一层干净的砾石(安装为毛细破)。我在绝缘材料上安装了聚乙烯蒸汽屏障，然后在上面安装了一个2英寸厚的混凝土“老鼠板”。
图片来源:丹尼尔·恩斯特 一个温暖、干燥的爬行空间。我用两层交错的聚异氰脲酸酯板(Thermax，其中包括热点火屏障)隔离了基础墙。然后我安装了白蚁闪烁和窗台密封下的鞋底板。
图片来源:丹尼尔·恩斯特 密封，绝缘，可用于搁栅。这种密封和有条件的爬行空间将允许进入未来的维修和翻新，没有与传统(通风)爬行空间相关的麻烦。
图片来源:丹尼尔·恩斯特 不浪费，不匮乏。剩余的聚异氰酸酯爬行空间绝缘材料用于填充两倍顶板之间的空间，在整个双螺柱墙中保持始终高的r值。
图片来源:丹尼尔·恩斯特 不浪费木材的厚墙。外排螺栓支撑地板和屋顶荷载;内排螺栓是非结构性的。胶合板护套作为墙壁组件和阁楼天花板的空气屏障。先进的框架技术减少钉使用的数量。
图片来源:丹尼尔·恩斯特 先用housewrap。胶合板护套接缝处用StoGuard密封，再用Gold Coat覆盖整个墙面，形成透水防水屏障(WRB)和优良的空气屏障。
图片来源:丹尼尔·恩斯特 密闭的阁楼地板。胶合板地板经过StoGuard处理，形成天花板水平的空气屏障。这里，工人们正准备在阁楼上安装松散填充的纤维素。
图片来源:丹尼尔·恩斯特 廉价的保险。EDPM薄板橡胶被用于密封所有的墙壁和天花板渗透。事实证明，这个选择既实用又经济。我用定制的切割片(而不是使用预先成型的专有系统)密封每个渗透。
图片来源:丹尼尔·恩斯特 便宜的绝缘材料是有效的。24英寸宽的玻璃纤维棒填充了天花板托梁的空腔。(在安装干墙之前，网子可以用来支撑球棒。)密集填充的纤维素填充了双螺柱壁腔。
图片来源:丹尼尔·恩斯特 简单的耐久性措施。我安装了一个雨屏，以促进干燥(解决冬季湿气积聚在冷护套中的可能性)，以保护空气屏障(通过减少侧壁板紧固件穿透)，并提高侧壁板的耐久性。注意阁楼通道:对室内阁楼舱口说不!
最受欢迎的
这座多代住宅仿照Shenandoah山谷农舍的乡土建筑，设计和建造符合被动式住宅的标准。我称之为被动包恩豪斯。
丹尼尔·恩斯特
当我们全家决定搬到弗吉尼亚州时，我们一致认为，无论如何，我们都要找到一个可以舒适地容纳三代七口人的房子。在一个工作的农场。预算有限。在经济低迷时期，我们有必要巩固我们的资源，尽量减少我们的家庭足迹，并最大化我们的效率。
虽然我们花了几个月的时间寻找一个可能的房屋改造项目，但市场上的金钱和美分促使我们购买一块土地进行新建筑。
评估场地潜力，决定合适的建筑
我们购买的土地包括一片开放的硬木林，成熟的树木增加了财产的多样性和美感。我们仔细考虑了这片土地，然后在树林的自然开放处选定了一个建筑工地。尽管我们必须为场地砍伐一些橡树，但建筑将受益于理想的阳光和阴影混合。东部和西部的树木将为弗吉尼亚州炎热潮湿的夏季提供充足的树荫，而开放的南部面将在寒冷的月份充分利用被动太阳能。
选定场地后，我们开始讨论房屋设计。谢南多厄山谷(Shenandoah Valley)有一种奇怪的组合，有战前的农舍、50年代和60年代的砖砌牧场，还有乙烯基覆层的小区。我对早期的架构有独到的见解，那是在资源效率被认为是理所当然的时候构建的。大多数老式农舍都是简单的两层矩形屋顶。在这个基本几何结构的基础上，后来的几代人经常增加一层或两层的翼楼，创造出经典的农舍风格。
对于一个多代人居住的房子，这种建筑为我的家庭提供了平衡公共和私人需求的机会。主要的一层将提供会议场所，二楼将为我的家人提供床和浴室，一楼的侧翼将为姻亲的住所提供一些隐私感。
从一些原则和数字开始
在开始绘制详细图纸之前，我与Think Little公司的能源顾问约翰·塞梅尔哈克(John Semmelhack)会面。那时，我只对建筑有个概念，对房子大小有个大概的概念。John解释了他用于能源建模的各种程序和一些可用的认证(EnergyStar for Homes, EarthCraft和被动式房屋)。我们讨论了被动式太阳能的原理和建筑材料，当地建筑技术和新技术。这个讨论有助于完善我们在设计和构建阶段将使用的想法列表。
当我开始画画时，我把精力集中在设计一个全电动、零能耗的房子上，并有可能证明房子符合被动屋的标准。约翰轻易地说服了我，PHPP电子表格将提供最准确的能量模型。尽管我知道对被动屋标准和PHIUS的批评(例如，没有成本效益反馈循环)，但PHPP中详细的输入和计算水平很难与之争辩。
妥协是理所当然的
在建筑领域，每一个选择都需要妥协。很少有决定是简单直接的。设计师和构建者必须在不断变化的世界中平衡许多不同的视角。耐用性vs.成本，美观性vs.简单性，长期运营成本vs.短期预算。决策可能受到硬性数字或情感偏见的驱动。没有唯一的答案。这是建筑师和建造者的快乐和负担。
在设计阶段，我努力做出了许多这样的决定。最终，所有这些角力产生了一个在建筑上与19世纪农舍相似的设计，但只是在表面层面。仔细观察，老房子有一些戏剧性的变化:
- 密封，绝缘，有条件的爬行空间
- 双层螺柱壁，密集填充纤维素
- 密封护套，液体应用WRB
- 三窗格窗户> R5
- 用于空调和生活热水的热泵
- 平衡通风系统
新颖的爬行空间构造
借用约翰·布鲁克斯(John Brooks)的一句俏皮话，我不是一个地下室主义者。另一方面，我对在楼板周围使用泡沫隔热材料持怀疑态度，至少在白蚁侵扰中度或重度的地区是这样。地基和楼板之间的热裂缝通常隐藏在外墙底板下面，因此永远无法检查。我们的橡树林有(现在有!)大量的白蚁，所以我选择了一个经常有争议的中间地带——一个爬行空间。
PHPP揭示了爬行空间地板隔热水平的微妙平衡，这是混合气候所特有的。过少，热负荷明显增加;如果过多，冷却负荷就会上升。我选择在2英寸厚的鼠板下面使用4英寸的刚性矿棉绝缘。矿棉不会为白蚁和蚂蚁提供筑巢场所。老鼠板可以保护绝缘和蒸汽屏障，创造一个干净的表面，并增加热质量。虽然我找不到这种技术的例子，但ThermaFiber的技术部门批准在这个应用中使用他们的8磅/立方英尺密度产品(并取消了他们为满足我的订单而收取的最低数量附加费)。
实现高水平的墙体保温
根据他的PHPP建模经验，John Semmelhack认为R-30将是墙体隔热水平的最低起点(在这种气候下)。考虑到建筑的几何形状不是很理想，这个值攀升到接近R-40的标志。通过使用双螺柱墙，我可以以一种经济有效的方式实现这一价值，简化了贯穿周围的闪烁和修剪，并避免了外部绝缘的复杂性。
尽管双钉墙已经使用了很多年，并且仍然被许多高性能住宅的建筑商所使用(参见南山公司的约翰·艾布拉姆斯建造的房屋，或白松联合住宅的安迪·夏皮罗建造的房屋)，建筑科学家仍然对这种方法的风险提出警告。为了减轻这种担忧，John使用Therm和WUFI软件模型评估了墙壁组件，并将其与该地区的历史房屋存量进行了比较。
液体应用空气屏障和密封护套
我使用密封的护套方法作为建筑的空气屏障。由于我计划自己做大部分的施工，我使用Sto公司的液体应用空气屏障系统- StoGuard和Gold Coat。这种产品价格昂贵(大约是3M公司8607胶带的两倍)，但有几个重要的优点:它具有渗透性、耐用性和六个月的曝露时间。
为了完成天花板/阁楼层的屏障，我在天花板托梁上包裹了胶合板护套，并在这些接缝处应用了StoGuard接头处理(注意Sto不允许在水平表面使用该产品)。拥有阁楼地板简化了屋顶框架过程，为设置脊板和椽子创造了一个安全可靠的平台。
在绝缘和干墙(单点减压)之前，John完成了第一次鼓风机门测试。结果令人印象深刻:117 cfm50，或0.33 ach50。6个月后，最终的鼓风机门测试基本上没有显示出降压结果的变化。
结束它
在这里我承认我喜欢耐用的屋顶材料。最初，我们计划使用石板作为主屋顶，金属作为侧翼和较低的斜坡门廊屋顶。我们曾希望使用白金汉板岩(采石场在蓝岭山脉对面，所以是当地的来源);然而，它的成本高得令人望而却步——远远超过了我使用过的佛蒙特板岩。在权衡了各种选择后，我们决定用立缝金属做整个屋顶。因为金属底座是由304不锈钢制成的Follansbee TCSII，所以它的寿命和石板屋顶一样长。
当地的屋顶工布鲁斯·森格尔用1000英尺长的线圈制作了这些平底锅，然后用已经存在了数百年的技术进行安装。
加热和冷却策略
考虑到我们的混合气候和设计温度(16°F)，热泵是有意义的。考虑到小的加热和冷却负荷，这是一个不需要太多争论的决定(终于!)我选择了Mitsibishi的Mr. Slim作为素材;唯一的问题是模型和头部位置(s)。
在我生活的大部分时间里，我都在用木炉子，所以我对点源供暖很适应。然而，我没有任何点源冷却的经验。PHPP显示，一个9,000 Btu/h的头可以处理整个房子的冷负荷(并且几乎可以处理峰值热负荷)。但分销会受到影响吗?
为了给亲家提供自主权，我安装了一个单头微型裂缝，只服务于侧翼。对于主屋，我在开放式楼梯上安装了一个单头单元，为较低的公共区域和上层卧室提供服务。尽管这一决定带来了温度分层的风险，但我知道还有其他几所房子也使用了这种技术。在夏天最热的日子里(100华氏度)，我们测量到一楼和二楼之间的最大温差为4华氏度，而迷你裂缝从未在低速以上运行。我在这里要指出，温度变化和舒适度是非常主观的，所以这种技术可能对一些房主来说不太满意。
丹尼尔·恩斯特(daniel Ernst)目前在弗吉尼亚州的斯蒂尔酒馆(Steele’s Tavern)开办了一家设计建造公司。你可以在prometheanhomes(at)gmail.com_找到他
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经验教训
我们说的是不同的语言
事实上，住宅建筑行业的许多人(包括供应商)并不熟悉高性能住宅或技术。与知识渊博的人为伍。
提前几个月找到你的供应商
尽管我知道很难找到某些供应品和供应商，但事实证明，这是建造过程中更令人沮丧的方面之一。仅仅因为你了解一种产品并不一定意味着你能找到这种产品。考虑使用泡沫玻璃或矿物棉绝缘?提前计划。
密封的爬行空间需要快速干燥时间
由于我延长了施工进度，而且2011年9月非常多雨，一些爬行空间的框架上出现了模具。解决?是的!有趣吗?不!
定向玻璃是有问题的
在制造和安装过程中，有很多机会犯错误。在我的案例中，玻璃制造商的标签(来自PPG)与窗户制造商的标签(来自Accurate Dorwin)不匹配。
为密集包装的纤维素制备开网搁栅是一项繁琐的工作
垂直封堵与室内螺柱墙对齐将节省大量时间。
小事情可以让你振作起来
大多数地板寄存器不适合平衡ERV/HRV:它们有多角度的鳍和脚操作的表盘，不能锁定到位。可锁寄存器是特殊订单，交货时间长，价格昂贵。
一般规格及团队
| 地点: | 气候区4A:弗吉尼亚州斯蒂尔斯酒馆 |
|---|---|
| 卧室: | 4 |
| 卫生间: | 3．5 |
| 生活空间: | 2676 |
| 成本: | 85 |
(注:85美元/平方英尺的报告成本不包括大部分人工成本。)设计师:普罗米修斯之家(丹尼尔·恩斯特饰)，在约翰·布鲁克斯的帮助下建造者:普罗米修斯之家(丹尼尔·恩斯特)能源顾问:少想(约翰·塞梅尔哈克)绝缘承包商:《南方绝缘体》(伊凡·桑道)
建设
基础:密封、绝缘和有条件的爬行空间(CMU墙壁用表面粘结水泥隔开)
鼠板绝缘:楼板下的水平绝缘层:两层交错的Thermafiber VersaBoard 80(2英寸厚矿棉刚性板绝缘)，共R-16
基础墙体保温:两层交错的陶氏Thermax 2“厚聚异氰脲酸盐热点火屏障(R-26)
地基空气屏障:6mil Dura Skrim和表面粘结水泥
墙框架:双螺柱墙结构;外部承重2x6墙，框架24“O.C.;内部2x4墙(非结构性)框架24“O.C.
壁板:外部额定5/8“胶合板
墙保温:密集包装绿纤维765LD全硼酸纤维素(R-40)
墙体空气屏障:胶合板密封Sto StoGuard(金色涂层)
支持:James Hardie HardiePlank预涂水泥板壁板，安装在雨屏(3/4“厚的皮毛条)-马厩建筑公司。
外饰:MiraTEC复合板装饰
窗口:Accurate Dorwin ADC系列;三层玻璃，定向玻璃;固定窗和平窗的组合(R-5)
屋顶/天花板:通风的阁楼空间，2倍(锯木材)托梁和椽子结构
屋面板:3/4”胶合板
上限绝缘:松填纤维素玻璃纤维棒(R-70)
天花板空气屏障:胶合板密封与StoGuard
屋顶:Follansbee TCSII (terne涂层不锈钢)，Senger 's屋面
能源规格
空间热需求:4.71 kBTU (ft2/年)
鼓风机门测试结果:0.39 ach @ 50 Pa(增压和减压多点试验平均值)
预计场地能源使用量:8320千瓦时/年
实际能耗:2012年7月:674千瓦时;2012年8月:661千瓦时
加热/冷却:(2)三菱MSZFE09NA / MUZFE09NA Mr. Slim无导管微型裂热泵，容量9,000 BTU, 10 HSPF, 26 SEER
通风:UltimateAir DX200能量回收通风机
井泵:恒压系统(变频驱动)
生活热水:AirGenerate AirTap ATI66热泵热水器
电器:能源之星评级的电器(如适用)，24英寸紧凑型洗衣机和冷凝干燥机，感应范围
照明:飞利浦AmbientLED(爱迪生基LED)，管荧光灯
水效率
•低流量管道装置
•Toto Vespin II 1.28 gpf厕所
Manablok水分配歧管和PEX管道
室内空气质素
•低挥发性有机化合物涂料
•实木和瓷砖地板
•平衡通风系统为起居空间和卧室提供新鲜空气
绿色材料与资源效率
地区采购的南方黄松(SYP)用于框架，护套，毛皮条，甲板和天花板。材料通过各机构认证:
枫木地板来自阿巴拉契亚地区，经AHMI认证
•Follansbee TSCII (terne涂层不锈钢)屋顶设计寿命超过100年，避免了与重新屋顶相关的油漆、更换、回收和浪费
16条评论
好职位，好房子
感谢您写了一篇如此全面而详细的文章。我对每平方英尺85美元的报道很好奇。如果在我住的地方建这样的房子，这个价格大约是我预期的一半。这里的部分可负担性是由于大多数劳动力被视为“汗水权益”这一事实吗?
回复Rachel Wagner
瑞秋,
好问题。单是屋顶(由燕鸥涂层不锈钢制成的立缝屋顶——不错!)就可能比我家附近的普通房子还要贵。
项目成本
嗨,瑞秋,
你说得对。这个成本并没有反映出为客户建造这所房子的成本。从开始到结束，我只分包了七项工作(包括水井和化粪池)。因此，绝大部分的劳动力没有出现在资产负债表上，这大大扭曲了数据。
很棒的照片。
非常感谢所展示的细节，以及总体上的帖子。按CTRL + d，我从来不知道你可以在老鼠板下面使用矿物棉板，就像你做的那样。
干得好，丹尼尔。
干得好，丹尼尔。我认为金属屋顶也更好。
优秀的
向丹尼尔致敬
我同意!
丹尼尔,
好工作，好房子。
以防有什么误会:我真的很喜欢屋顶。这是每个屋顶工人的梦想。谁不想要一个燕鸥涂层的不锈钢立缝屋顶呢?
TSCII屋顶
马丁,
这里没有误解。屋顶是整个项目中最大的单笔费用，但我怀疑它比你所在社区的普通房子还要贵。: -)
但如果不是屋顶，是什么定义了庇护所呢?
衬垫、卷材、夹板和紧固件的材料成本接近600美元/平方。安装成本接近800美元/平方。你必须把眼光放长远，才能证明这笔费用是合理的。在这里，安装沥青瓦的价格为每平方英尺225美元至250美元，每20年更换一次(更多的是为了美观，而不是漏水)。如果屋顶的使用寿命和预期的一样长，那么与沥青相比，它的总“生命周期”成本将看起来很便宜。
为了说明一切都是折衷的，用同样的钱，我们可以在建筑上铺设沥青瓦和一个6千瓦的光伏阵列——这样就可以实现零耗能。这个想法非常诱人。最后我们选择了耐用性和美观性。我们计划在未来几年在谷仓屋顶上安装光伏阵列，这应该会让我们实现净零排放。
顺便说一句，安装几个月后，我的供应商打电话说Follansbee要关门了(100多年后)。terne涂层产品的命运现在悬而未决。他们正在寻找买家;Revere Copper可能会接手这条生产线……
谢谢大家的赞美!
很高兴在弗吉尼亚州看到它
感谢发帖。完全同意让自己周围都是知识渊博的人的建议。我还建议房主们“多做功课”。在给承包商打电话之前先自己做研究是有保证的。你不会相信我从建筑商和承包商那里听到的一些事情;特别是关于建造节能建筑的成本。我的结论是，在很多情况下，当你只关注智能建筑解决方案时，成本会更低。
我们正在弗吉尼亚州的格伦艾伦(Glen Allen)建造一个节能扩建项目。扩建项目很大，是在现有农舍的基础上扩建的。条件爬行，SIP墙，桁架屋顶系统，立缝金属屋顶，ERV等。
这是一段尝试组建正确的承包商和供应商团队的旅程，他们理解与现代建筑科学相关的效率。我学到了很多关于建筑方法以及它们是如何发展的，但建筑行业中有太多的人落后了。再一次,谢谢。发布。这篇文章很有用。
空气密封
嗨，丹尼尔，很棒的项目。我在缅因州的一所职业学校教住宅建筑。我们和我们的学生一起建造双层隔热房。我们建造的最后一个房子有一个最终的鼓风机门测试。70赫兹@ 50帕，这是非常好的，我为我们的学生感到骄傲。我对你们的密封技术很感兴趣。我想在我们建造的下一个房子上尝试这种方法。如果你不介意的话，你能联系我吗?我有几个问题想问你。谢谢
柯克尼葛伦
建筑技术指导老师
威斯布鲁克地区职业中心
(电子邮件保护)
Thermax绝缘供应商
我位于弗吉尼亚州中部，似乎很难为热max找到供应商。你能告诉我你是在哪里买到隔热层的吗?维吉尼亚州的供应商吗?感谢您提供的任何帮助。
Thermax供应商
嗨,格雷格,
你可能会去找阿巴拉契亚保温公司。虽然他们的总部在宾夕法尼亚州，但他们在弗吉尼亚州的阿什兰有一个配送中心。他们为这个项目销售岩棉和玻里iso。
http://www.ais1.us/AIS2009/index.html
时间表
你好,
我正在为学校的一个项目写一篇关于你出色的建筑工作的案例研究。我有几个本文没有涉及的问题。首先，我希望获得一些关于这个项目的时间框架的信息。这个项目花了多长时间，你预计要花多长时间。你的计划灵活吗?你们是否采用了阶段性扩展模式?
我还想了解一下房子的性能和维护情况。房子的生命周期和里面的材料是什么样的?我知道屋顶的寿命很长，但是使用的其他材料呢?它们的预期寿命是多少?
非常感谢。我感谢你花时间阅读并回答这些问题。
最好的
佐伊
对佐伊的回应
嗨,佐伊,
你有很多问题。我不确定我能在这里很好地回答这些问题。欢迎您通过电子邮件与我联系。你可以在这里找到我的电邮地址:http://www.prometheanhomes.com
护套
使用胶合板代替OSB壁板。为什么如此?还有壁板上5/8的护套和屋顶上3/4的护套。我喜欢两种情况下的想法。只是想知道这些选择背后的想法是什么。
对Bruce Hoppe的回应
布鲁斯,
研究人员发现，OSB比胶合板更容易因偶尔湿润而腐烂。当然，如果胶合板受潮并保持湿润，它仍然会腐烂——它比OSB更坚固，而且当水通过壁板时，它不会很快变成燕麦片。
在过去，护套通常是3/4英寸或1英寸厚，由坚固的木材(板)制成。老人们总是抱怨说，用1/2英寸厚的薄板做墙或5/8英寸厚的薄板做屋顶似乎有点俗气。厚的护套比薄的护套感觉更好，能更好地固定紧固件。
当我建造自己的房子时，我使用粗切的1英寸板作为墙的护套。
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